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公開番号2024177760
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-24
出願番号2023096083
出願日2023-06-12
発明の名称液浸プローブ
出願人株式会社チノー
代理人個人
主分類G01N 21/59 20060101AFI20241217BHJP(測定;試験)
要約【課題】液体試料で満たされるギャップの間隔を小さくしたとしても、ギャップ内に気泡が溜まるのを阻止し得る液浸プローブを提供する。
【解決手段】反射ミラー0221と液浸ギャップ構造部分であるギャップ0222とを含むセンサー構造体0220と、センサー構造体0220に光源0250からの光を導入すると共に反射ミラー0221で反射された光を光強度測定部0260に導出するための光ファイバー0211,0212を格納した光ファイバーチューブ構造体0210と、からなり、液体試料に吸収される光の量が多いためにギャップを吸収される量が少ない通常のギャップよりも小さくする必要がある測定を行う場合に用いられる短ギャップ用のセンサー構造体0224aとして、ギャップを構成する反射ミラー0221側と光導入側の構造を支持する支持柱部0226がギャップ面0224bから離間した部位に位置するようにしたものを用い得るようにした。
【選択図】図2A
特許請求の範囲【請求項１】
反射ミラーと液浸ギャップ構造部分とを含むセンサー構造体と、
センサー構造体に光源からの光を導入するとともに、センサー構造体の反射ミラーで反射された光を光強度測定部に導出するための光ファイバーを格納した光ファイバーチューブ構造体と、からなり、
光がセンサー構造体を浸漬する液体に対して吸収される量が多いために前記液浸ギャップを吸収される量が少ない通常液浸ギャップよりも小さくする必要がある測定を行う場合に用いられる短ギャップ用のセンサー構造体として、
ギャップを構成するために反射ミラー側と、光導入側の構造を支持するための支持柱部がギャップ面から離間した位置にあるように構成したものを用いることができる液浸プローブ。
続きを表示（約 610 文字）【請求項２】
光ファイバーチューブ構造体に対してセンサー構造体は着脱自在に構成されている請求項１に記載の液浸プローブ。
【請求項３】
前記吸収される量が多いとは、吸光度が５００分の１以上である光と液体の関係を言う請求項１に記載の液浸プローブ。
【請求項４】
前記短ギャップとは、ギャップ間隔が１ミリメートル以下０．３ミリメートル以上のギャップを言う請求項１に記載の液浸プローブ。
【請求項５】
前記短ギャップの対向面積は３．１４平方ミリメートル（注：半径１ミリメートル）以上２８．２６平方ミリメートル（注：半径３ミリメートル）以下である請求項１に記載の液浸プローブ。
【請求項６】
前記液体と光は透過率が１０％以上で８０％以下の関係の液体と光である請求項１～請求項５のいずれか一に記載の液浸プローブ。
【請求項７】
請求項１に記載の液浸プローブに利用できる短ギャップ用のセンサー構造体。
【請求項８】
請求項４又は請求項５に記載の液浸プローブを用いて液体の吸光度を測定する吸光度測定方法。
【請求項９】
請求項４又は請求項５に記載の液浸プローブを用いて液体の透過率を測定する透過率測定方法。
【請求項１０】
請求項４又は請求項５に記載の液浸プローブを用いて溶液の濃度を測定する濃度測定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体試料に光を照射して、液体試料の光の吸光度や透過率を測定するのに用いられる液浸プローブに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、上記したような液浸プローブとしては、例えば、特許文献１に記載された吸光度測定用プローブがある。
【０００３】
図１Ａの断面図及び図１Ｂの斜視図に示すように、特許文献１に記載された吸光度測定用プローブ０１００は、平凸レンズ０１０１と、この平凸レンズ０１０１と対向配置した反射ミラー０１０２とを備えており、平凸レンズ０１０１を保持する円筒形状を成すレンズホルダ０１０３及び反射ミラー０１０２を保持するキャップ形状を成すミラーホルダ０１０４の各端面間において、試料である液体が浸入して留まる乃至は通過するギャップ（液浸ギャップ構造部分）０１０５が形成されるようにしている。この場合、レンズホルダ０１０３及びミラーホルダ０１０４は支持柱部０１０６により互いに支持されており、ギャップ０１０５を構成するレンズホルダ０１０３及びミラーホルダ０１０４の各端面には、カバーガラス０１０７，０１０８がそれぞれ配置されている。なお、レンズホルダ０１０３及びミラーホルダ０１０４の各端面に配置したカバーガラス０１０７，０１０８には無色透明の石英が用いられており、吸光度や透過率等の測定に及ぼす影響は無視することができる程度となっている。
【０００４】
ここで、液体試料に照射する前の光の強度（照射強度）をＩ
０
、光路長l（光が液体試料を往復透過する距離l）の液体試料を透過した後の光の強度をＩ
１
とした場合、吸光度Ａは、次の数１ (数式１)により求められる。
【０００５】
JPEG
2024177760000002.jpg
13
64
この数式１において、Ｅは比吸光度、Ｃは溶媒である液体試料の質量対容量パーセント濃度（溶液中の溶質の質量）、εはモル吸光係数、ｃは液体試料のモル濃度である。なお、モル吸光係数εは、溶質が光を吸収する能力を表す値であり、波長や溶質の種類によって異なる。具体的には、ある波長の光が溶液中を進んだ際に、その光の強度がどの程度減衰するかを示す。また、比吸光度Ｅは、溶液を透過する透過光の強度と溶液内で散乱する散乱光の強度との比を示す量である。吸光度が溶液中に存在する溶質が光を吸収することによって生じる光の減衰を表しているのに対して、比吸光度は溶質の濃度に依存せずに純粋な溶質の光学的性質を表す。この比吸光度は、通常、波長や溶媒や温度等の条件に依存するため、これらの条件を明示する必要がある。
【０００６】
この数式１において、光路長lは、吸光度測定用プローブ０１００のギャップ０１０５を構成するレンズホルダ０１０３及びミラーホルダ０１０４の各端面間の間隔ｄ（以下、ギャップ０１０５の間隔ｄと呼称する。）の２倍に相当する。したがって、吸光度測定用プローブ０１００では、図示しない光源から導入した光を平凸レンズ０１０１で集光してギャップ０１０５内の液体を透過させると共に、反射ミラー０１０２で反射した光をギャップ０１０５内の液体及び平凸レンズ０１０１を介して受光して、すなわち、間隔ｄが光路長l／２のギャップ０１０５内の液体試料に対して図示しない光源から光ファイバーを介して導いた光を往復透過させて、図示しない分光装置等の光強度測定部に光ファイバーを介して導出するように成すことで、吸光度を測定するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００９－２５０８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような吸光度測定用プローブ０１００を用いて、光、例えば波長が３マイクロメートル以上の遠赤外線の吸収量が多い液体試料、例えば水の吸光度を測定する場合、上記数式１のＩ
１
／Ｉ
０
が極めて小さくなるので、吸光度の検出精度が低下する。そのため、液体試料である水が浸入して留まる乃至は通過するギャップ０１０５の間隔ｄであるレンズホルダ０１０３側のカバーガラス０１０６とミラーホルダ０１０４側のカバーガラス０１０７との間隔を狭める必要がある。この吸光度の測定において、測定に必要な光路長lとして、例えば、１ミリメートルの光路長lが要求された場合には、ギャップ０１０５の間隔ｄを光路長lの半分である０．５ミリメートルにする必要がある。
【０００９】
しかしながら、従来の吸光度測定用プローブ０１００において、上記したように、ギャップ０１０５の間隔ｄを小さくした場合には、このギャップ０１０５に液体試料である水が浸入し難くなって、図１Ｃに示すように、ギャップ０１０５内に気泡が溜まってしまう。つまり、吸光度の測定に必要な光路長を確保することができなくなってしまい、その結果、精度の良い測定を行うことができないという問題があり、これを解決することが従来の課題となっている。
【００１０】
本発明は、上記した従来の課題を解決するために成されたものであり、試料である液体が浸入して留まる乃至は通過するギャップの間隔を小さくする場合であったとしても、ギャップ内に気泡が溜まるのを阻止することができ、その結果、液体試料の測定光の吸収率や透過率を高精度で測定することが可能である液浸プローブを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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